Git入门教程 - 从零开始学习Git版本控制

1. Git简介

Git是一个分布式版本控制系统，由Linus Torvalds在2005年开发，用于管理Linux内核开发。Git可以跟踪文件的变化，记录历史版本，支持多人协作开发。

版本控制解决的问题：

✅ 历史记录：保存文件的历史版本，可以随时回退
✅ 协作开发：多人可以同时工作，自动合并代码
✅ 分支管理：可以创建分支进行功能开发，不影响主分支
✅ 冲突解决：自动检测冲突，帮助解决合并问题
✅ 代码备份：代码存储在仓库中，不会丢失

特性	Git	SVN	CVS
架构	分布式	集中式	集中式
速度	快	中等	慢
分支	强大	一般	弱
离线工作	支持	不支持	不支持
学习曲线	中等	简单	简单

分布式：每个开发者都有完整的代码仓库
速度快：大部分操作在本地完成
分支强大：创建和合并分支非常快速
数据完整性：使用SHA-1哈希确保数据完整性
免费开源：完全免费，开源软件

2. Git安装与配置

Windows系统

方式1：官方安装包（推荐）

访问Git官网：https://git-scm.com/download/win
下载最新版本的Git for Windows
运行安装程序，按照提示完成安装
安装完成后，在命令行输入 git --version 验证

方式2：使用包管理器

# 使用Chocolatey
choco install git

# 使用Scoop
scoop install git

macOS系统

方式1：使用Homebrew（推荐）

brew install git

方式2：使用Xcode Command Line Tools

xcode-select --install

方式3：官方安装包
访问 https://git-scm.com/download/mac 下载安装

Linux系统

Ubuntu/Debian:

sudo apt update
sudo apt install git

CentOS/RHEL:

sudo yum install git
# 或
sudo dnf install git

Arch Linux:

sudo pacman -S git

安装完成后，验证Git是否安装成功：

git --version
# 应该显示：git version 2.x.x

配置用户信息

首次使用Git前，需要配置用户名和邮箱：

# 配置全局用户名
git config --global user.name "Your Name"

# 配置全局邮箱
git config --global user.email "your.email@example.com"

# 查看配置
git config --global --list

配置编辑器

# 设置默认编辑器为VS Code
git config --global core.editor "code --wait"

# 设置默认编辑器为Vim
git config --global core.editor "vim"

# 设置默认编辑器为nano
git config --global core.editor "nano"

其他常用配置

# 配置默认分支名（Git 2.28+）
git config --global init.defaultBranch main

# 配置自动换行符处理（Windows）
git config --global core.autocrlf true

# 配置自动换行符处理（Linux/macOS）
git config --global core.autocrlf input

# 配置颜色输出
git config --global color.ui auto

# 配置别名（简化命令）
git config --global alias.st status
git config --global alias.co checkout
git config --global alias.br branch
git config --global alias.ci commit

查看和编辑配置

# 查看所有配置
git config --list

# 查看全局配置
git config --global --list

# 查看本地配置
git config --local --list

# 编辑配置文件
git config --global --edit

生成SSH密钥

# 生成SSH密钥对
ssh-keygen -t ed25519 -C "your.email@example.com"

# 如果系统不支持ed25519，使用RSA
ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "your.email@example.com"

按提示操作：

选择保存位置（默认：~/.ssh/id_ed25519）
设置密码（可选，建议设置）

添加SSH密钥到ssh-agent

# 启动ssh-agent
eval "$(ssh-agent -s)"

# 添加SSH密钥
ssh-add ~/.ssh/id_ed25519

复制公钥

# macOS/Linux
cat ~/.ssh/id_ed25519.pub

# Windows (Git Bash)
cat ~/.ssh/id_ed25519.pub

添加到GitHub/GitLab

GitHub: Settings → SSH and GPG keys → New SSH key
GitLab: Preferences → SSH Keys → Add SSH Key

粘贴公钥内容，保存。

测试SSH连接

# 测试GitHub连接
ssh -T git@github.com

# 测试GitLab连接
ssh -T git@gitlab.com

3. Git基本概念

工作区（Working Directory）

当前正在编辑的文件所在的目录。

暂存区（Staging Area / Index）

准备提交的文件临时存放的区域。

仓库（Repository）

Git存储项目历史记录的地方，包含所有版本信息。

关系图：

工作区 → git add → 暂存区 → git commit → 仓库

3.2 Git文件状态

Git中的文件有四种状态：

未跟踪（Untracked）：新文件，Git尚未跟踪
已修改（Modified）：文件已修改但未暂存
已暂存（Staged）：文件已修改并添加到暂存区
已提交（Committed）：文件已保存到仓库

状态转换：

未跟踪 → git add → 已暂存 → git commit → 已提交
   ↑                                    ↓
   └────────────── git rm ──────────────┘

提交是Git中保存项目快照的操作，每次提交都会：

保存当前暂存区的所有文件
记录提交者信息
生成唯一的提交ID（SHA-1哈希）
记录提交消息

分支是Git的核心概念，允许：

创建代码的独立开发线
在不影响主分支的情况下开发新功能
轻松切换和合并代码

HEAD是一个指向当前分支最新提交的指针，可以理解为"当前所在的位置"。

4. Git基础操作

创建新仓库

# 在现有目录中初始化Git仓库
cd my-project
git init

# 初始化并指定默认分支名
git init -b main

克隆现有仓库

# 使用HTTPS克隆
git clone https://github.com/username/repository.git

# 使用SSH克隆
git clone git@github.com:username/repository.git

# 克隆到指定目录
git clone https://github.com/username/repository.git my-folder

# 克隆指定分支
git clone -b branch-name https://github.com/username/repository.git

4.2 查看状态

git status

# 查看工作区状态
git status

# 简短格式
git status -s
git status --short

输出示例：

On branch main
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   file1.txt

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        file2.txt

Changes staged for commit:
  (use "git reset HEAD <file>..." to unstage)
        modified:   file3.txt

git add

# 添加单个文件
git add file.txt

# 添加多个文件
git add file1.txt file2.txt

# 添加所有修改的文件
git add .

# 添加所有文件（包括删除的）
git add -A
git add --all

# 交互式添加
git add -i
git add --interactive

# 添加补丁（部分添加）
git add -p
git add --patch

git commit

# 提交暂存区的更改
git commit -m "提交消息"

# 提交并添加所有修改的文件
git commit -am "提交消息"

# 修改最后一次提交
git commit --amend

# 修改最后一次提交的消息
git commit --amend -m "新的提交消息"

# 修改最后一次提交并添加文件
git add forgotten-file.txt
git commit --amend --no-edit

提交消息规范

好的提交消息格式：

<类型>: <简短描述>

<详细说明（可选）>

<相关Issue（可选）>

类型说明：

feat: 新功能
fix: 修复bug
docs: 文档更新
style: 代码格式调整
refactor: 代码重构
test: 测试相关
chore: 构建过程或辅助工具变动

示例：

git commit -m "feat: 添加用户登录功能

- 实现用户名密码登录
- 添加记住密码功能
- 添加登录验证

Closes #123"

git log

# 查看提交历史
git log

# 单行显示
git log --oneline

# 图形化显示
git log --graph --oneline --all

# 显示最近N条记录
git log -5

# 显示文件修改统计
git log --stat

# 显示文件具体改动
git log -p

# 搜索提交消息
git log --grep="关键词"

# 按作者搜索
git log --author="作者名"

# 按日期范围
git log --since="2024-01-01" --until="2024-12-31"

# 查看某个文件的提交历史
git log -- file.txt

git show

# 查看最新提交的详细信息
git show

# 查看指定提交
git show commit-hash

# 查看指定提交的某个文件
git show commit-hash:file.txt

撤销工作区的修改

# 撤销单个文件的修改
git checkout -- file.txt

# Git 2.23+ 推荐使用
git restore file.txt

# 撤销所有修改
git checkout -- .
git restore .

撤销暂存区的文件

# 从暂存区移除文件（保留工作区修改）
git reset HEAD file.txt

# Git 2.23+ 推荐使用
git restore --staged file.txt

# 移除所有暂存的文件
git reset HEAD .
git restore --staged .

撤销提交

# 撤销最后一次提交（保留修改）
git reset --soft HEAD~1

# 撤销最后一次提交（保留工作区修改）
git reset --mixed HEAD~1
git reset HEAD~1

# 撤销最后一次提交（完全删除）
git reset --hard HEAD~1

# 撤销到指定提交
git reset --hard commit-hash

⚠️ 警告： git reset --hard 会永久删除提交，谨慎使用！

git revert（推荐）

# 创建一个新提交来撤销指定提交
git revert HEAD
git revert commit-hash

# 撤销多个提交
git revert HEAD~3..HEAD

git diff

# 查看工作区与暂存区的差异
git diff

# 查看暂存区与仓库的差异
git diff --staged
git diff --cached

# 查看两个提交之间的差异
git diff commit1 commit2

# 查看某个文件的差异
git diff file.txt

# 查看两个分支的差异
git diff branch1 branch2

# 统计差异
git diff --stat

# 删除文件并添加到暂存区
git rm file.txt

# 删除文件但保留在工作区
git rm --cached file.txt

# 删除目录
git rm -r directory/

# 强制删除
git rm -f file.txt

4.9 移动/重命名文件

# 移动或重命名文件
git mv old-file.txt new-file.txt

# 等价于：
mv old-file.txt new-file.txt
git rm old-file.txt
git add new-file.txt

5. Git分支管理

分支是Git的核心功能，允许：

创建独立的开发线
在不影响主分支的情况下开发
轻松合并代码

# 查看本地分支
git branch

# 查看所有分支（包括远程）
git branch -a

# 查看远程分支
git branch -r

# 查看分支详细信息
git branch -v

# 查看已合并的分支
git branch --merged

# 查看未合并的分支
git branch --no-merged

# 创建新分支
git branch branch-name

# 创建并切换到新分支
git checkout -b branch-name

# Git 2.23+ 推荐使用
git switch -c branch-name

# 基于指定提交创建分支
git branch branch-name commit-hash

# 基于远程分支创建本地分支
git checkout -b local-branch origin/remote-branch

# 切换到指定分支
git checkout branch-name

# Git 2.23+ 推荐使用
git switch branch-name

# 切换到上一个分支
git checkout -
git switch -

基本合并

# 切换到目标分支（通常是main）
git checkout main

# 合并指定分支
git merge branch-name

# 合并时创建合并提交
git merge --no-ff branch-name

# 合并时只允许快进合并
git merge --ff-only branch-name

解决合并冲突

冲突示例：

<<<<<<< HEAD
这是主分支的内容
=======
这是feature分支的内容
>>>>>>> feature-branch

解决步骤：

打开冲突文件
手动解决冲突（保留需要的代码）
删除冲突标记（<<<<<<<, =======, >>>>>>>）
添加解决后的文件：git add file.txt
完成合并：git commit

# 查看冲突文件
git status

# 使用工具解决冲突
git mergetool

# 手动解决后提交
git add .
git commit

取消合并

# 合并前取消
git merge --abort

# 合并后撤销（如果还没推送）
git reset --hard HEAD~1

# 删除已合并的分支
git branch -d branch-name

# 强制删除分支
git branch -D branch-name

# 删除远程分支
git push origin --delete branch-name
git push origin :branch-name

Git Flow（经典策略）

main (master)    生产环境
  │
  ├── develop    开发环境
  │     │
  │     ├── feature/xxx    功能分支
  │     ├── release/xxx    发布分支
  │     └── hotfix/xxx     热修复分支

GitHub Flow（简化策略）

main    主分支（生产环境）
  │
  ├── feature/xxx    功能分支

GitLab Flow（带环境分支）

production    生产环境
  │
  ├── pre-production    预生产环境
  │     │
  │     └── main    主分支
  │           │
  │           └── feature/xxx    功能分支

6. 远程仓库操作

# 添加远程仓库
git remote add origin https://github.com/username/repo.git

# 添加多个远程仓库
git remote add upstream https://github.com/original/repo.git

# 查看远程仓库
git remote

# 查看远程仓库详细信息
git remote -v

# 查看远程仓库URL
git remote get-url origin

# 修改远程仓库URL
git remote set-url origin https://github.com/new-username/repo.git

# 删除远程仓库
git remote remove origin

git fetch

# 获取所有远程分支的更新
git fetch

# 获取指定远程仓库的更新
git fetch origin

# 获取指定分支的更新
git fetch origin main

# 获取所有远程仓库的更新
git fetch --all

git pull

# 拉取并合并远程分支
git pull

# 拉取指定远程分支
git pull origin main

# 拉取时使用rebase
git pull --rebase origin main

# 拉取所有远程分支
git pull --all

git fetch vs git pull:

git fetch: 只下载更新，不合并
git pull: 下载并合并（相当于 git fetch + git merge）

git push

# 推送到远程仓库
git push

# 推送到指定远程分支
git push origin main

# 推送所有分支
git push --all

# 推送标签
git push --tags

# 推送所有标签
git push origin --tags

# 强制推送（谨慎使用！）
git push --force
git push -f

# 安全强制推送（推荐）
git push --force-with-lease

# 设置上游分支
git push -u origin branch-name

# 查看跟踪关系
git branch -vv

# 设置现有分支跟踪远程分支
git branch --set-upstream-to=origin/branch-name branch-name

7. Git协作开发

适用于开源项目协作：

Fork项目到自己的账户
克隆Fork的仓库
创建功能分支
提交更改
推送到Fork的仓库
创建Pull Request

# 1. Fork后克隆
git clone https://github.com/your-username/repo.git

# 2. 添加上游仓库
git remote add upstream https://github.com/original-owner/repo.git

# 3. 创建功能分支
git checkout -b feature-branch

# 4. 提交更改
git add .
git commit -m "feat: 添加新功能"

# 5. 推送到Fork的仓库
git push origin feature-branch

# 6. 在GitHub上创建Pull Request

适用于团队协作：

# 1. 克隆共享仓库
git clone https://github.com/team/repo.git

# 2. 创建功能分支
git checkout -b feature-branch

# 3. 开发并提交
git add .
git commit -m "feat: 新功能"

# 4. 推送分支
git push origin feature-branch

# 5. 创建Pull Request进行代码审查

创建分支并开发

git checkout -b feature/new-feature
# 开发代码
git add .
git commit -m "feat: 添加新功能"
git push origin feature/new-feature

在GitHub/GitLab创建PR
- 访问仓库页面
- 点击"New Pull Request"或"Create Merge Request"
- 选择源分支和目标分支
- 填写PR描述
代码审查和修改

# 根据审查意见修改
git add .
git commit -m "fix: 根据审查意见修改"
git push origin feature/new-feature

合并PR
- 审查通过后，合并PR
- 删除功能分支
更新本地仓库

git checkout main
git pull origin main
git branch -d feature/new-feature

当多人修改同一文件时：

# 1. 拉取最新代码
git pull origin main

# 2. 如果有冲突，解决冲突
# 编辑冲突文件，删除冲突标记

# 3. 添加解决后的文件
git add .

# 4. 完成合并
git commit

# 5. 推送
git push origin feature-branch

8. Git高级技巧

创建标签

# 创建轻量标签
git tag v1.0.0

# 创建附注标签（推荐）
git tag -a v1.0.0 -m "版本1.0.0发布"

# 在指定提交创建标签
git tag -a v1.0.0 commit-hash -m "版本1.0.0"

# 查看所有标签
git tag

# 查看标签信息
git show v1.0.0

# 删除标签
git tag -d v1.0.0

# 删除远程标签
git push origin --delete v1.0.0
git push origin :refs/tags/v1.0.0

# 推送所有标签
git push origin --tags

# 暂存当前更改
git stash

# 暂存并添加消息
git stash save "临时保存"

# 查看暂存列表
git stash list

# 应用最近的暂存
git stash apply

# 应用指定暂存
git stash apply stash@{0}

# 应用并删除暂存
git stash pop

# 删除暂存
git stash drop stash@{0}

# 清空所有暂存
git stash clear

# 暂存包括未跟踪的文件
git stash -u
git stash --include-untracked

# 交互式rebase最近3个提交
git rebase -i HEAD~3

# 交互式rebase到指定提交
git rebase -i commit-hash

# 常用操作：
# pick: 使用提交
# reword: 修改提交消息
# edit: 修改提交
# squash: 合并到上一个提交
# fixup: 类似squash，但丢弃提交消息
# drop: 删除提交

# 选择指定提交应用到当前分支
git cherry-pick commit-hash

# 选择多个提交
git cherry-pick commit1 commit2

# 选择提交范围
git cherry-pick commit1..commit2

# 只应用更改，不自动提交
git cherry-pick -n commit-hash
git cherry-pick --no-commit commit-hash

# 添加子模块
git submodule add https://github.com/user/repo.git path/to/submodule

# 克隆包含子模块的仓库
git clone --recursive https://github.com/user/repo.git

# 或克隆后初始化子模块
git submodule init
git submodule update

# 更新子模块
git submodule update --remote

# 删除子模块
git submodule deinit -f path/to/submodule
git rm -f path/to/submodule

# 搜索代码
git grep "关键词"

# 搜索指定文件类型
git grep "关键词" -- "*.java"

# 查看文件历史
git log --all --full-history -- file.txt

# 查找引入bug的提交
git bisect start
git bisect bad
git bisect good commit-hash
# Git会自动切换到中间提交，测试后标记good或bad
git bisect reset

9. Git实际应用场景

# 1. 开始新的一天
git checkout main
git pull origin main

# 2. 创建功能分支
git checkout -b feature/new-feature

# 3. 开发代码
# ... 编写代码 ...

# 4. 提交更改
git add .
git commit -m "feat: 实现新功能"

# 5. 继续开发
git add .
git commit -m "fix: 修复bug"

# 6. 推送分支
git push origin feature/new-feature

# 7. 创建Pull Request
# 在GitHub/GitLab上操作

# 8. PR合并后，清理本地分支
git checkout main
git pull origin main
git branch -d feature/new-feature

# 1. 从main创建hotfix分支
git checkout main
git pull origin main
git checkout -b hotfix/critical-bug

# 2. 修复bug
# ... 修复代码 ...

# 3. 提交并推送
git add .
git commit -m "fix: 紧急修复关键bug"
git push origin hotfix/critical-bug

# 4. 创建PR并快速合并

# 5. 合并到main和develop
git checkout main
git merge hotfix/critical-bug
git push origin main

git checkout develop
git merge hotfix/critical-bug
git push origin develop

# 6. 删除hotfix分支
git branch -d hotfix/critical-bug
git push origin --delete hotfix/critical-bug

# 1. 根据审查意见修改
git checkout feature-branch

# 2. 修改代码
# ... 修改代码 ...

# 3. 提交修改
git add .
git commit -m "fix: 根据审查意见修改"

# 4. 如果需要修改之前的提交
git add .
git commit --amend
# 或
git rebase -i HEAD~3  # 修改最近3个提交

# 5. 强制推送（如果修改了历史）
git push --force-with-lease origin feature-branch

# 1. 查看提交历史
git log --oneline

# 2. 回退到指定提交（保留工作区）
git reset --soft commit-hash

# 3. 回退到指定提交（保留工作区修改）
git reset --mixed commit-hash

# 4. 完全回退（危险！）
git reset --hard commit-hash

# 5. 如果已推送，需要强制推送
git push --force-with-lease origin branch-name

10. 常见问题解决

# 方法1：修改最后一次提交
git add correct-file.txt
git commit --amend

# 方法2：从提交中移除文件
git reset HEAD~1
git add correct-file.txt
git commit -m "正确的提交"

# 修改最后一次提交消息
git commit --amend -m "正确的提交消息"

# 如果已推送，需要强制推送
git push --force-with-lease

# 添加到最后一次提交
git add forgotten-file.txt
git commit --amend --no-edit

# 方法1：使用revert（推荐，安全）
git revert commit-hash
git push

# 方法2：使用reset（危险，需要团队协调）
git reset --hard commit-hash
git push --force-with-lease

# 1. 查看冲突文件
git status

# 2. 打开冲突文件，手动解决
# 删除冲突标记，保留需要的代码

# 3. 标记冲突已解决
git add resolved-file.txt

# 4. 完成合并
git commit

# 5. 如果使用mergetool
git mergetool

# 从Git恢复文件
git checkout HEAD -- file.txt

# Git 2.23+
git restore file.txt

# 恢复所有文件
git checkout HEAD -- .

# 查看将被删除的文件
git clean -n

# 删除未跟踪的文件
git clean -f

# 删除未跟踪的文件和目录
git clean -fd

# 交互式删除
git clean -i

11. Git最佳实践

好的提交消息：

✅ 使用现在时态："添加功能"而不是"添加了功能"
✅ 第一行简短描述（50字符以内）
✅ 详细说明放在第二段
✅ 使用类型前缀：feat, fix, docs等

示例：

feat: 添加用户登录功能

实现了用户名密码登录，包括：
- 登录表单验证
- 记住密码功能
- 登录状态管理

Closes #123

推荐命名：

feature/功能名称 - 功能分支
bugfix/问题描述 - Bug修复分支
hotfix/紧急修复 - 紧急修复分支
release/版本号 - 发布分支
refactor/重构内容 - 重构分支

频繁提交：小步快跑，频繁提交
提交前测试：确保代码可以运行
及时推送：定期推送到远程仓库
保持同步：定期拉取远程更新
代码审查：重要更改必须经过审查

常见忽略文件：

# 编译输出
*.class
*.jar
*.war
*.ear
target/
build/
dist/
out/

# IDE文件
.idea/
.vscode/
*.iml
*.swp
*.swo
*~

# 操作系统文件
.DS_Store
Thumbs.db
desktop.ini

# 日志文件
*.log
logs/

# 依赖
node_modules/
venv/
env/
.venv

# 配置文件（包含敏感信息）
config.properties
.env
*.key
*.pem

不要提交敏感信息
- 密码、密钥、Token
- 个人隐私信息
- API密钥
使用.gitignore
- 忽略敏感文件
- 忽略临时文件
审查提交内容
- 提交前检查 git diff
- 使用 git log -p 查看历史
保护主分支
- 使用分支保护规则
- 要求Pull Request审查

12. 总结与进阶

✅ 工作区、暂存区、仓库：理解Git的三层结构
✅ 提交、分支、合并：掌握基本操作流程
✅ 远程仓库、推送、拉取：学会协作开发
✅ 冲突解决：能够处理合并冲突

# 初始化
git init
git clone <url>

# 基本操作
git add <file>
git commit -m "message"
git status
git log

# 分支操作
git branch
git checkout <branch>
git merge <branch>

# 远程操作
git remote add <name> <url>
git push
git pull
git fetch

# 撤销操作
git reset
git revert
git restore

# 高级操作
git stash
git rebase
git cherry-pick
git tag

Git内部原理
- 对象模型（blob, tree, commit）
- 引用和HEAD
- 索引（Index）机制
高级工作流
- Git Flow
- GitHub Flow
- GitLab Flow
工具和集成
- Git GUI工具（SourceTree, GitKraken）
- IDE集成（IntelliJ IDEA, VS Code）
- CI/CD集成
性能优化
- 大文件处理（Git LFS）
- 仓库优化
- 浅克隆

官方文档：https://git-scm.com/doc
Pro Git书籍：https://git-scm.com/book
GitHub Guides：https://guides.github.com
交互式教程：https://learngitbranching.js.org

多练习：在实际项目中多使用Git
理解原理：理解Git的工作原理，不只是记住命令
阅读文档：遇到问题先查官方文档
参与开源：通过开源项目练习Git协作

结语

Git是每个开发者必备的工具，掌握Git不仅能提高开发效率，还能更好地参与团队协作。通过本教程的学习，相信你已经掌握了Git的核心功能和使用方法。

记住：

多实践：理论结合实践，多写代码多提交
理解原理：理解Git的工作原理，不只是记住命令
遵循规范：遵循团队和社区的Git使用规范
持续学习：Git功能强大，持续学习新特性

祝你学习愉快，Git使用顺利！ 🚀

本教程由Java突击队学习社区编写，如有问题欢迎反馈。